【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山注浆加固材料，尤其涉及一种井下矿岩加固材料及其使用方法。
技术介绍
1、目前在各种矿山井下开采时，无论是巷道掘进还是采空区开采，顶板矿体或岩体节理裂隙发育会导致矿岩体松散，从而导致巷道失稳或采空区失稳，严重时会发生安全事故，造成人员伤亡和财产损失。为了加固巷道或采空区顶板，一般采用预先注浆的方式密封孔隙裂隙，将节理裂隙发育的松散矿岩体连接成为整体。一般采用的浆液为水泥浆或水泥为主要材料的无机浆液。而传统的以水泥砂浆为代表的无机黏聚物浆液主要依靠水泥浆体相互渗透、交织和凝结，对节理裂隙发育的矿体或岩体形成包裹握裹从而加固矿体或岩体。而这种无机浆液黏结的方式，其内部交织连接较短，并未形成长链条连接。在爆破振动或机械振动影响下，极易产生脆性断裂；而且此类无机浆液，其流动性很差，对于细小孔隙裂隙往往很难渗透密封，从而也无法对节理裂隙发育的松散矿体或岩体形成有效密闭连接，这些都容易导致密封或黏结的矿岩失稳，从而塌陷崩落产生安全事故。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种井下矿岩加固材料及其使用方法，该井下矿岩加固材料具体为一种可以黏结加固井下节理裂隙发育的松散矿体或岩体的有机高分子聚合材料。
2、第一方面，本专利技术提供了一种井下矿岩加固材料，所述井下矿岩加固材料包括a组分和b组分；
3、以重量份数计，所述a组分包括：水玻璃80-85份和催化剂15～20份；
4、以重量份数计，所述b组分包括：聚合mdi55-65份、聚醚
5、进一步地，所述a组分和所述b组分的体积比为1:(0.85～1.15)。
6、进一步地，以重量份数计，所述a组分包括：水玻璃85份和催化剂15份。
7、进一步地，以重量份数计，所述b组分包括：聚合mdi65份、聚醚20份和增塑剂15份。
8、进一步地，所述催化剂包括硅酸钾和cucat-wnt中的至少一种。
9、进一步地，所述增塑剂包括异氰酸酯和甲基异氰酸酯中的至少一种。
10、进一步地，所述聚合mdi的理化参数包括：
11、中文名称：4，4`-二苯基甲烷二异氰酸酯；亚甲基双(4-苯基异氰酸酯)；二苯甲烷-4，4`-二异氰酸酯；
12、英文名称：4，4`-diphenylmethane diisocyanate；
13、结构或分子式如下所示：
14、
15、化学式：c15h10n2o2；
16、相对分子量或原子量：250.26；
17、密度：1.19(50℃)；
18、熔点(℃)：36～39；
19、沸点(℃)：190(667帕)；
20、闪点(℃)：202。
21、进一步地，所述聚醚的理化参数包括：沸点>200℃(lit.)，闪点>230°f，折射率n20/d 1.466，蒸气压121kpa，蒸气密度>1(vs air)。
22、第二方面，本专利技术提供了一种第一方面任一项所述的井下矿岩加固材料的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
23、将所述a组分和所述b组分进行混合，得到混合浆液；
24、将混合浆液于90秒内注入井下矿岩中待加固位置。
25、本专利技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
26、1)本专利技术提供的井下矿岩加固材料用于密封井下矿岩孔隙裂隙，黏结不连续的矿岩体形成整体，形成对井下节理裂隙发育的松散岩体的加固作用。具体来说：b组分中聚合mdi与体系中的水发生反应产生气相二氧化碳，然后二氧化碳再与硅酸钠水溶液反应生成原硅酸，在催化剂的作用下，原硅酸与聚合mdi、预聚体反应生成高分子聚合体形成了树型结构，含有si-o-si链段、聚氨酯柔性嵌段、扩链段、刚性链段相互交错，从而有效地起到加固的作用。
27、2)本专利技术提供的井下矿岩加固材料中各组分不含挥发性溶剂，也不产生任何有毒、有害气体，安全环保。材料反应前粘度较低，流动性和渗透性好，遇水不发泡，能很好的渗入矿岩层细小的孔隙和裂隙中发挥作用，材料反应时间可以调控。反应后生成的高强度聚合体有较好的粘结力，在井下裂隙中渗透充填孔隙裂隙后与矿岩黏结，形成高抗压强度、高抗剪强度的矿岩结合体，且耐冲击、抗疲劳，耐酸、碱性好，能够长期保持井下矿岩体的黏结稳定。
28、3)本专利技术提供的井下矿岩加固材料使用时，将a组分和b组分按照体积比1:(0.85～1.15)进行混合，混合后需在90秒内将混合浆液注入至矿体或岩体的孔隙或裂隙中。可以通过调节a组分和b组分的体积比来实现对反应时间的调控，当a组分与b组分的体积比较大时，则反应时间较短，而当a组分与b组分的体积比较小时，则反应时间较长。但为了保证材料正常反应起到良好效果，体积比必须在1:1.15～1：0.85的范围之内，在此范围之内，材料最长反应时间和最短反应时间相差约60s。
29、4)本专利技术的井下矿岩注浆加固材料，流动性好，可以在几十秒内快速渗透至几十米半径范围内的矿体岩体的孔隙裂隙中，而且对于细小至毫米级的孔隙裂隙仍然具有很好的流动性和渗透能力，可以对节理裂隙发育的矿体和岩体实现快速和深度密闭和封闭。
30、5)本专利技术的井下矿岩注浆加固材料，在5℃以下的低温环境下仍然具备很好的搅拌性能和反应作用，在低温环境下仍然能对节理裂隙发育的不稳定矿体或岩体起到密封黏结加固作用。
31、6)本专利技术的井下矿岩注浆加固材料，在井下潮湿多水环境下，其流动渗透性能和材料组分之间的反应不受多水环境影响，仍能正常发生反应并流动渗透进矿体和岩体的孔隙裂隙进行密闭密封。
32、7)本专利技术的井下矿岩注浆加固材料，反应凝结后形成的高聚体内为树型结构，有机长链搭接交错，相对传统的无机注浆加固材料，黏结性能更好，密封黏结的松散矿岩体也更加稳固安全。
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1.一种井下矿岩加固材料，其特征在于，所述井下矿岩加固材料包括A组分和B组分；
2.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，所述A组分和所述B组分的体积比为1:(0.85～1.15)。
3.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，以重量份数计，所述A组分包括：水玻璃85份和催化剂15份。
4.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，以重量份数计，所述B组分包括：聚合MDI65份、聚醚20份和增塑剂15份。
5.根据权利要求1～4任一项所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，所述催化剂包括硅酸钾和CUCAT-WNT中的至少一种。
6.根据权利要求1～4任一项所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，所述增塑剂包括异氰酸酯和甲基异氰酸酯中的至少一种。
7.一种权利要求1～6任一项所述的井下矿岩加固材料的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种井下矿岩加固材料，其特征在于，所述井下矿岩加固材料包括a组分和b组分；
2.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，所述a组分和所述b组分的体积比为1:(0.85～1.15)。
3.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，以重量份数计，所述a组分包括：水玻璃85份和催化剂15份。
4.根据权利要求1所述的井下矿岩加固材料，其特征在于，以重量份数计，所述b组分...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞凯，袁兴友，周振，张伟，贾南南，
申请(专利权)人：山东和庆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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